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电车里的核心“CPU”!比亚迪发布IGBT 4.0:打造电动中国芯

2018-12-11 10:10
来源: 快科技

12月10日晚,比亚迪于宁波威斯汀酒店举办比亚迪核心技术解析会之IGBT电动中国芯,发布全新一代车规级IGBT标杆性产品——比亚迪IGBT 4.0。

电车里的核心“CPU”!比亚迪发布IGBT 4.0:打造电动中国芯

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)是一种大功率的电力电子器件,主要用于变频器逆变和其他逆变电路,将直流电压逆变成频率可调的交流电,俗称电力电子装置的“CPU”。

IGBT是新能源汽车最核心的技术,其好坏直接影响电动车功率的释放速度:直接控制直、交流电的转换,同时对交流电机进行变频控制,决定驱动系统的扭矩(直接影响汽车加速能力)、最大输出功率(直接影响汽车最高时速)等。

电车里的核心“CPU”!比亚迪发布IGBT 4.0:打造电动中国芯

IGBT芯片晶圆

因此,尽管一块IGBT芯片只有人的指甲盖大小,其整个模块也只有巴掌大小,却是驾驭一台庞大装备的“命脉”。

作为新能源汽车核心零部件,IGBT在整车成本中的占比约5%。因技术难、投资大,与动力电池一起,被业内称为新能源汽车核心技术的“珠穆拉玛峰”。多年以来,IGBT核心技术一直掌握在日本、欧洲等国外厂商中,制约了国内新能源汽车的大规模商业化。

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电车里的核心“CPU”!比亚迪发布IGBT 4.0:打造电动中国芯

2005年开始,比亚迪就组建了IGBT研发团队,正式进军IGBT领域。2009年9月,比亚迪IGBT芯片成功通过中国电器工业协会电力电子分会组织的科技成果鉴定,标志着中国在IGBT芯片技术上实现零的突破,打破了国际巨头的技术垄断。

时至今日,比亚迪已经成为中国唯一一家拥有完整产业链的车企:包含IGBT芯片设计和制造,模组设计和制造,大功率器件测试应用平台,电源及电控等。截至2018年11月,累计申请IGBT相关专利175件,其中授权专利114件。

经过数十年积累,比亚迪于2017年成功研发IGBT 4.0芯片,在芯片损耗、模块温度循环能力、电流输出能力等关键指标上,达到全球领先水平。

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据官方数据,IGBT 4.0综合损耗相比当前市场主流产品降低了约20%,使得整车电耗降低。以全新一代唐为例,在其他条件不变的情况下,采用比亚迪IGBT 4.0较采用当前市场主流的IGBT,百公里电耗少约3%。

与此同时,IGBT4.0产品模块的温度循环寿命可以做到当前市场主流产品的10倍以上。搭载IGBT4.0的V-315系列模块在同等工况下较当前市场主流产品的电流输出能力提升15%,支持整车具有更强的加速能力。

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得益于IGBT领域的成果,比亚迪旗下电动汽车的出色性能得以落地,而且后续具有持续迭代升级的能力。前不久刚刚下线的新一代比亚迪唐EV600(纯电版)0-100km/h加速时间达到4.4秒,续航里程提升到了600公里(60KM/小时等速行驶情况下)。

目前,比亚迪IGBT芯片晶圆的产能已经达到5万片/月,预计明年可达到10万片/月,一年可供应120万辆新能源车。

电车里的核心“CPU”!比亚迪发布IGBT 4.0:打造电动中国芯

与此同时,比亚迪还投巨资布局了第三代半导体材料SiC(碳化硅), 目前已大规模用于车载电源, 有望于2019年将推出搭载SiC电控的电动车,预计2023年采用SiC基半导体全面替代硅基半导体(如硅基IGBT),带动下一代电动车芯片变革。

在功率半导体领域,比亚迪立志于使比亚迪功率半导体芯片对于新能源汽车的意义,如高通之于手机、英特尔之于电脑,并成为全球最大的车规级功率半导体供应商和领导者,为“中国芯”腾飞添砖加瓦。

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